17. Принцип действия и эквивалентная апертура двух координатного (матричного) пзс датчика.

На плоскость проецируется изображение.

кадровый перенос.

Строчно-кадровый перенос.

Мат. модель датчика.

Шаги дискретизации: - по горизонтали - по вертикали (не зависит от движения объекта).

Эквивалентная апертура ПЗС матрицы совпадает с апертурой ПЗС линейки с поворотом на 90 градусов.

Шаги дискретизации: - по горизонтали - по вертикали.

18. Принцип действия и эквивалентная апертура матричного пзс-датчика с временной задержкой и накоплением.

Проблема: когда аппарат пролетает над поверхностью – как можно чётче снять (меньше шаг дискретизации) – увеличить время накопления (т.к. сигнал слабый).

Решение: если бы датчик бежал за изображением.

С интервалом строка смещается на одно положение вниз.

Скорость смещения строк стараются сделать примерно .

Шаги дискретизации:

Рассмотрим непрерывную ЛИС-систему, которая размазывает этот сигнал:

Любой из электродов описывается ЛИС-системой:

После объединения электродов в ячейки:

Пусть изображение не движется (t3=0).

Сначала ячейки не полноразмерные. Таковыми они становятся с момента .

Будем пренебрегать накоплением сигнала в «Обломках».

Время накопления

М-К+1 – положение зарядового пакета.

Перейдем к частотной характеристике.

Если игнорировать сдвиг, то ЧХ этого датчика

ЧХ, описывающая усреднение сигнала по прямоугольному электроду:

Описывает формирование К-электродной ячейки:

Смаз изображения во время одного такта экспозиции (пока ячейка неподвижна).

ЧХ системы, которая описывает икаж/смаз изображения за счет рассогласования скорости движения изображения и ячейки.

Для этого датчика вносит наибольшее искажения, длинная ИХ.

Требование к согласованию:

Вспомним косой смаз:

На вход подаем перекошенное изображение.

Смаз становится строго вертикальным.

Можем построить одномерный фильтр для устранения смаза по каждой оси.

19. Шумовые искажения изображений в видеодатчике.

В ВТ действуют некоторые шумовые искажения. Если бы ВТ был идеален – все искажения внешние. Внешние шумы в реальных системах пренебрежимо малы по сравнению с внутренними шумами самой аппаратуры.

Тепловой шум (основной и принципиально неустранимый): необратимые флуктуации электронов. Если такой шум возникает на входе усиливающего ВТ, то он будет усилен и станет достаточно большим. Эти шумы описываются эквивалентным источником тока:

;

Шум является высокочастотным и на расстоянии шага дискретизации его можно считать БШ. Мат. ожидание = 0, распределён по нормальному закону.

Фотонный шум (дробовой):

Для датчиков с коротким временем экспозиции (или низкое освещение), когда когда электроны можно «пересчитать».

х – число электронов. Число электронов за время экспозиции разное (Пуассоновский поток):

В место х получем у. ; у=0,1,…; Му = x; Dу = x.

Если (достаточно 100) – это распределение стремится к нормальному.

Распределение y жестко зависит от x.

Способ моделирование: генерируют случайное поле: - БШ N(0, 1) и тепловой шум

Часто считают изображение не контрастным (х меняется не сильно => ). Тогда можно упростить:

На практике: по картинки оценивают уровень шумов на постоянном участке (для теплового шума). Эти шумы описываются на уровне дискретизированного сигнала – искажения картинки.